SX130芯片的LoRa网关吞吐量是SX127芯片的多少倍？

成都亿佰特

1.吞吐量，LoRa网关的重要性能
' {6 v( Q6 d$ Q& ~4 Q  Y" {" P% Q从广义上讲，网关是连接2个不同网络的设备。如果一个设备，它能将LoRa无线网络和Internet连接起来，它就是一个LoRa网关。
5 Z) o3 ^1 g! [) y6 K! X: {
目前，大部分的LoRa网关采用SX1301基带芯片，也有部分使用SX1276/8单信道芯片。那么，SX1301芯片的数据吞吐量是SX1276/8芯片的多少倍呢？我们一起来探讨。

2.误解1：SX1301=48个SX1276/8
' p/ Q5 S/ v- b3 ]" s( ~0 f有些行业朋友认为，SX1301有8通道，每个通道可以接收6个正交（速率不同，互不干扰）LoRa信号，那么，SX1301 = 8 x 6 = 48个SX1276/8。然而，这是不正确的！下文摘自《SX1301 Datasheet》Page-18IF0 to IF7 channels它明确地说明：SX1301能同时解调的LoRa数据包不超过8个。
1 r6 G/ N+ D6 ~, t5 t- ]
+ [) x8 T4 f! W( e1 d7 J2 A1

+ J; C; `/ ?: I3 M如果您只需要知道结果，看完上面的数字----8，就OK了，请移步。
9 G8 V7 T0 e0 J; i% [6 R
如果您和我们一样，喜欢探寻更深层次的原因，请接着看下面的解释。看到下面SX1301的框架图，很快会得到2个启发：
. {( T. B  {# g# `
1）它只有8路LoRa解调器，这才是真正的瓶颈！那怕一个通道（IF0～IF7）接收了6个正交数据包，解调器也只负责处理其中一个。

2）当一个通道接收LoRa信号后，会启动3个工作进程：数据包仲裁MCU，分配解调器给“合适”的LoRa通道；前导码搜索引擎，查找一个LoRa数据包的起始信号；LoRa解调器，解析该LoRa数据包。
1 B' d" _: K. s3 O& J* [
2

7 x* D) u. Q6 g- D( Z刚才谈到：数据包仲裁MCU，分配解调器给“合适”的LoRa通道。那么，什么才是合适呢？这个优先级包括：接收数据包的速率，信道（IF0～IF7），射频通道（即，2个SX1255/7，分别对应Radio A和B），接收数据包的信号强度。
9 P0 _6 V- M, c: V
" F2 _+ r% w; F& o3
. _# A; e6 R( f) @6 T1 V3 R$ b
. L4 [  Y% b1 V4 K& p0 h2 u数据包仲裁MCU的优先级，是由Semtech的固件决定的，用户无法更改。这也是芯片厂商的天生优势----制定游戏规则，限定玩家的范围。
. a3 h! ?4 z4 q/ L% n
4

, j9 z% w: S- }3.误解2：SX1301=8个SX1276/8
3 Q; p, p2 x/ m8 Q& e那么，SX1301芯片是否等于8个SX1276/8呢？也不正确！因为，这忽略了SX1301芯片的ADR技术。

ADR（Adaptive Data Rate，速率自适应），如下图所示，依赖Node和SX1301-Gateway的距离：越近，Node将采用高速率；越远，Node将采用低速率。这可以有效地提高网络吞吐量。

5

0 h. m1 ~7 s- N+ R) S5 [- F0 E4.更真实的评估
SX1301芯片的ADR技术能提高吞吐量，要准确计算性能的提升却比较难，因为，它依赖实际网络中节点的物理位置分布。
6 G: n$ e7 C$ k( J
# H, D& l& ?6 x因为LoRa的长距离优势，往往基于低速率，即下表的SF12=293bps；可以看出，SF10（中速率）约为低速率的3倍，SF7（高速率）约为低速率的18倍。
+ E! U. e  s& B( z5 d
$ q# M( w" L* n7 t2 w0 o. I* B6
& L  d8 u) ~9 g5 h
2 x/ ~$ ~2 m& M2 A0 S. E为此，我们提出数学统计模型。设网络节点的位置呈正态分布（这是最符合工程实施的概率分布）。如下图所示：68.2%属于常态，即ADR用不上；27.2%，ADR能提高约3倍吞吐量；4.6%，ADR能提高18倍吞吐量。
/ k; f0 @: f! @; s
' G) ?) h5 Y1 t& W! q这样一来，ADR提高吞吐量为：68.2%x 1 + 27.2% x 3 + 4.6% x 18 = 232.6%

7

小结：运用ADR的SX1301吞吐量相当于(8 x 232.6%) = 18.6 个SX1276/8
6 D$ P, o) z2 a( C; v